Винтовой фундамент своими руками (видео)

Фундамент на винтовых сваях — несущая конструкция, воспринимающая вес сооружения. Свайный фундамент широко применяется при строительстве многоэтажных зданий и частных домостроений. Конструкция отличается низкими финансовыми затратами, простотой монтажа, надежностью и универсальностью. Устройство свайного фундамента для дачи или коттеджа можно осуществить самостоятельно, имея определенные знания и простой набор инструментов.

Область применения и виды свай

Свайные фундаменты широко применяют в жилищном и промышленном строительстве, а также при возведении специальных сооружений. По сравнению с ленточными и столб­чатыми свайные фундаменты более экономичны. Они позволяют умень­шить объем земляных работ на %, расход бетона на %, сни­зить трудозатраты на возведение фун­даментов в 1,5…2 раза.

Сваи широко используют также для повышения несущей способности слабых грунтов, ограждения котлова­нов и траншей с вертикальными стен­ками при разработке грунта, создания водонепроницаемых перемычек.

По характеру работы в грунте различают:

  • сваи-стойки, прореза­ющие всю толщу слабых грунтов и передающие нагрузку от сооружения на прочные мало сжимаемые грунты своей нижней частью;

  • висячие сваи, не достигающие прочных грунтов и передающие нагрузку от сооружения на слабые грунты за счет сил трения поверхности сваи об грунт.

В зависимости от материала сваи бывают: деревянные, металлические, бетонные, железобетонные, грунтобетонные, песчаные.

Железобетонные сваи изготовляют сплошными, полыми и в виде оболочек. Сплошные и полые сваи могут быть прямоугольного, квадратного и круглого сечения с заостренным нижним концом. Полые сваи диаметром до 800 мм называют трубными, а более 800 мм – сваями-оболочками.

Металлические сваи изготовляют из стальных прокатных профилей (шпунтов) или труб, заостренных к низу.

По способу изготовления сваи разделяют на следующие виды:

  • погружные, предварительно изготовленные на по­верхности земли и внедренные затем в грунт с использованием различных методов;

  • набивные сваи, изготовленные на месте строительства путем заполнения скважин бетонной смесью (после установки арматурных каркасов), песком или грунтобетонной массой.

Дом на сваях – фантазии или реальность?

Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.

Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.

Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию!

Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или каркасных построек с крышей, покрытой легким кровельным материалом.

Нередко, в силу пересеченности рельефа или других особенностей местности, свайный фундамент становится единственным приемлемым решением

В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.

В пользу применения подобной конструкции говорит и то, что такие варианты фундаментов применялись в строительстве с древности, только ранее в качестве свай использовались специально подготовленные для этой цели бревна. Поначалу сваи просто забивали в грунт, и только в начале XIX века был изобретен винтовой способ установки.

Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.

Первый маяк, построенный на винтовых сваях – «Мэплин Сэндс»

С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.

Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.

Первой отечественной научной разработкой, официально принятой в качестве стандарта для строительных работ, стал подготовленный в 1955 году на основе многолетних экспериментов труд – ТУВС-55 («Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях»). Многие его положения перетекли и в современные строительные нормы и правила.

Технология буронабивных свай

Методика изготовления буронабивных конструкций требует изготовления в земле отверстий на глубину несущего слоя. На начальном этапе так же используется пробное вкручивание для нахождения пласта с указанной способностью, чтобы не заказывать дорогостоящие изыскания.

Бурение

Технология буронабивных свай

Создать отметки в местах расположения свай можно краской по грунту или шнурами по колышкам. При этом необходимо учесть перепад высот, толщину буровой оснастки, чтобы шнуры не мешали работе. В отличие от приямков СВС глубина скважин значительно больше, поэтому рекомендуется использовать мотобур с наращиваемой штангой.

Опалубка, армирование

Минимальный бюджет строительства наблюдается при использовании опалубки из кусков рубероида:

Технология буронабивных свай
  • рулон разматывается на длину, равную глубине скважины
  • материал сворачивается в цилиндр, фиксируется скобами
  • погружается в отверстие, возвышаясь чуть больше проектной отметки над землей
  • из 3 – 5 прутков 12 – 16 мм арматуры периодического профиля, нескольких хомутов круглого, треугольного, квадратного сечения диаметром 6 – 8 мм создается конструкция в виде туба
  • армопояс погружается внутрь опалубки, прутки выступают на 30 – 60 см над проектной отметкой

Арматуру лучше связывать проволокой, поскольку сварные швы менее прочные, подвержены коррозии.

Заливка

Технология буронабивных свай

Каждая свая должна заливаться за один прием, интервал подачи бетона не может превышать 2 часа в нормальных условиях. Для удаления из смеси воздуха применяется ручное штыкование прутком арматуры или глубинным вибратором. Если опалубка расположена выше проектной отметки, поверхность бетона легче заглаживать, контролировать общий уровень свайного поля.

История появления винтовых свай

История винтовых свай насчитывает без малого два столетия. Переворот в области свайного фундаментостроения удалось совершить талантливому ирландскому инженеру Александру Митчеллу. В 1833 году он запатентовал «винтовые сваи Митчелла», которые можно было устанавливать в подвижных грунтах, таких как песчаное дно водоема или илистая отмель.

Первым крупным сооружением, возведенным на подобных сваях, стал маяк Maplin Sand, построенный в устье Темзы уже в 1838 году. Его фундамент представлял собой девять свай с винтовыми наконечниками диаметром 120 см, закрученных в грунт на глубину около 7 метров. В последующие годы под руководством Митчелла было возведено еще несколько маяков по всей территории Англии. Некоторые из них сохранились в неизменном виде до сегодняшних дней.

В середине XIX века с применением свай Митчелла были построены более чем 150 маяков в Северной Америке, волнорез в Портленде, эстакада и мосты в Бомбее, железная дорога в Бароде, пирс в Мадрасе и множество других важных объектов.

В России о винтовых сваях узнали лишь во второй половине XIX века. Русские инженеры быстро оценили все преимущества этого изобретения, особенно при работе в условиях вечной мерзлоты северных районов страны или слабых, заводненных грунтов прибрежных территорий. Очень скоро винтовые сваи стали широко применяться при строительстве инженерных сооружение военного назначения (рамно-винтовая опора для скоростного возведения фундаментов разборных мостов используется нашими военными до сих пор), а позднее и в гражданском строительстве.

Стальные винтовые сваи активно используются по всему миру и сегодня. К их помощи прибегают там, где необходима большая скорость возведения фундамента: при установке различного вида опор, развертывании насосных и буровых станций, прокладке трубопроводов, строительстве временных городков для рабочих и т.д. Наибольшим спросом данная продукция пользуется у нефте- и газодобывающих компаний, у военных и промышленных строителей, у компаний, выполняющих восстановительные работы. Строительные организации, занимающиеся возведением жилых домов, в этом списке присутствуют, но далеко не на лидирующих позициях. Конечно же, фундаменты на винтовых сваях для зданий жилого назначения возводят, но в большинстве случаев речь идет о строительстве в труднодоступных районах либо районах со сложным грунтом, о ремонте проблемных фундаментов старых жилых домов, о закреплении построек на склонах.

Устройство свайно-винтового фундамента.

Работа по монтажу начинается с разметки участка и его подготовки. Сваи заглубляют в грунт с помощью обычного завинчивания. В районе опоры возникает дополнительное уплотнение почвы. Примечательно, что такие работы проводят практически круглогодично и при любой погоде.

Прежде чем покупать винтовые сваи, необходимо сделать правильный расчет фундамента. Чаще всего под небольшие строения используют сваи диаметром 108 мм . При возведении объектов малой массы приобретают меньшие по диаметру материалы. Это связано с легкостью их вкручивания и экономией денежных средств.

При расчете количества свай, подсчитывают необходимое их число. При этом учитывают то, что надежность фундамента от установленных слишком часто свай не увеличивается, а стоимость фундамента значительно возрастает. Учитывая, что 1 опора, заполненная бетоном, выдерживает нагрузку 5–9 тонн , расстояние между ними может составлять 3–5 метров .

Количество свай увеличивают при возведении двухэтажных зданий или при использовании тяжелых стройматериалов. Наиболее точный расчет числа свай должен произвести специалист-строитель, но и обычные люди могут осилить это задание, если правильно подсчитают вес строения. Для более надежной и продолжительной службы фундамента несущую способность увеличивают на 25–30%.

Разметка территории и установка винтовых свай

Если план свайного фундамента готов, пора выносить его в натуру. Для этого нужны:

  • рулетка;
  • разметочные колышки;
  • водяной и лазерный уровни;
  • капроновый шнур;
  • лом и лопата.

В первую очередь необходимо отметить точки расположения угловых стоек. Для этого с помощью рулетки откладываются необходимые отрезки, на концах которых с учетом размера сечения свай забиваются разметочные колышки. Последние соединяются капроновым шнуром с обязательным контролем проектных углов и линейности расположения будущих опор.

По завершению разметки территории участок нужно подготовить к установке свай. Для этого в точках их размещения с помощью лома и лопаты необходимо выполнить технологические отверстия глубиной 20-40 см и диаметром, соответствующим размеру сечения стоек.

Для погружения винтовых свай вручную необходим рычаг. Его можно сделать самостоятельно из отрезка металлической трубы или приобрести в строительном магазине. Свая вставляется в технологическое отверстие и с помощью рычага вкручивается в почву до нужного уровня.

Для монтажа свайного поля понадобиться три пары рук: двое рабочих будут крутить рычаг, а третий контролировать вертикальный уровень и глубину погружения стоек.

Ремонт фундамента из винтовых свай

Любой фундамент, каким бы совершенным он ни был, как бы четко не придерживались технологии его возведения, может выйти из строя. То же может произойти и с нашим, возведенным для строительства деревянного дома, фундаментом. А это значит, что он нуждается в починке.

И тут обнаруживается большой плюс фундамента на винтовых сваях. Если еще один вид фундамента, пригодного под строительство дома из деревянного сырья, ленточный фундамент, может требовать специфических работ по укреплению, то в случае установки винтового фундамента сложность работ значительно уменьшается.

Чтобы отремонтировать фундамент на винтовых сваях, все равно нужно задействовать специальную технику. Процедура подготовки фундамента к ремонтным работам проще, если в доме имеется подвал. Подвальное помещение позволяет обеспечить доступ к самой конструкции, не затрагивая само строение и с минимальными затратами сил. Если подвала нет, нужно будет использовать специальную технику для поднятия строения, чтобы можно было добраться до свай. Как вариант – можно просто разобрать пол и укрепить нужный участок. Это можно сделать, если вы точно знаете, какая именно свая дефектна и параметры дефекта. В остальных случаях нужно будет массировано углубляться в саму конструкцию фундамента.

Чтобы произвести ремонтные работы, нужно определить характер неполадки. Это может быть проседание свай, дефекты свай, дефекты перекрытия и прочее. Чтобы точно определить причину, нужно обнажить фундамент. Для этого нужно снять изоляционный слой и перекрытие. Затем, по ситуации, заменить сваю, досыпать грунта или произвести иные ремонтные работы.

Частая проблема винтовых свай в песчаной почве – разрушение почвенного слоя или его движение. В этом случае нужно укрепить сваи при помощи арматуры и бетона. Шатающуюся или смещенную сваю можно увидеть визуально, а чтобы точно выяснить характер проблемы, следует углубиться в бетонную подложку. Возможно, нужно будет заново бетонировать ее.

Отдельные и редкие случаи – когда смещается сама основа фундамента. Это может происходить при значительных сдвигах почвы или подмытию оной. Тогда нужно полностью демонтировать конструкцию и заново выполнить работы по ее возведению. Посоветуйтесь с геологом, если имеет место такой случай, возможно, придется переносить дом в другое место.

В целом же фундамент на винтовых сваях очень прочный и надежный, он долговечен и в подавляющем большинстве случаев в ремонте не нуждается. Этому способствуют особенности его конструкции – сваи уходят на глубину более полутора метра, крепко фиксируются подложкой. Лопасти сваи обеспечивают не просто надежность конструкции, но и некоторую ее маневренность (позволяют фундаменту оставаться стабильным при движении почвы).

А чтобы фундамент был прочным и не нуждался в ремонте, следует придерживаться технологии его возведения и начинать строительство в теплое время года.

Отметим, что фундамент на сваях является наименее затратным и самым простым в исполнении конструктивным решением для деревянного строения. В отличие от других видов фундамента его можно частично сделать своими руками. Данная конструкция надежная и устойчивая, технологически проще для ремонтных работ и идеальна для домов из дерева и бруса.

этап – обвязка свайного фундамента

Обвязка связывает все сваи в единую конструкцию. Существует два вида обвязки: ростверк и ростверковая плита. В свою очередь можно выделить два вида ростверка:

  • низкий, располагается возле почвы;
  • высокий, располагается на заданном расстоянии от уровня земли.

Примечание. Наличие зазора между ростверком и почвой позволит исключить подвижки ростверка от пучения грунта.

Параметры ростверка зависят от ширины стен. Как правило, его высота составляет 300-300 мм., а ширина – 400 мм. (ширина стены плюс 50-70 мм).

Обвязка выполняется с применением разных материалов:

  • брус. Обвязка свайного фундамента брусом используется при строительстве легких зданий (небольшие дома, хозяйственные постройки) или зданий временного назначения. Применяется брус с сечением 120-150 мм. Крепление к сваям выполняется путем использования проволоки. Применение бруса требует наличия качественной гидроизоляции сваи и обязательно обработки бруса антисептиком;
  • железный двутавр или швеллер. Крепление швеллера к свае выполняется закладными шпильками или выпуском арматуры. К этим закладным швеллер приваривается. При использовании металлических свай швеллер приваривается непосредственно к ним. Металл также обрабатывается антикоррозийным составом для продления срока его службы;

Примечание. При устройстве свайного фундамента в зимнее время года используются только металлические элементы. Это обусловлено тем, что изготовить железобетонную монолитную ленту в холодное время года достаточно проблематично.

  • железобетонная монолитная лента. Используется при возведении кирпичного или пенобетонного дома. Как вариант может быть применена сборная лента, но зачастую предпочтение отдается монолитной ленте.

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

  • Песчаные.
  • Супеси.
  • Суглинки.
  • Глинистые.
Для каких грунтов они подходят?

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод.

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

Выбор правильного диаметра

Изготавливаемые в производстве диаметры свай и их назначения указаны в таблице:

Диаметр Назначение
1 5,7 см Подходят для монтажа забора из сетки рабицы.
2 7,6 см Используют в качестве опор для бетонных заборов, небольших построек хозяйственного назначения, дачных домиков.
3 8,9 см Подходят для строительства одноэтажных домов. Одна такая свая может выдерживать нагрузку от 3 до 5 тонн.
4 10,8 Применяют в строительстве домов в 2 этажа из легких строительных материалов. Опора такого диаметра способна выдержать нагрузку от 5 до 7 тонн.
Читайте также:  Виды фундаментов для дома: классификация и особенности